Kimya alanındaki Nobel ödülü, lityum iyon pilleri geliştirdikleri için dün yapılan bir törenle John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham ve Akira Yoşino’ya verildi.
Yeniden şarj edilebilen lityum iyon piller; cep telefonlarına, kalp pillerine ve elektrikli arabalara güç sağlıyor. Bu piller, giderek artan miktarlarda, güneş ve rüzgar enerjisi gibi düzensiz hareket eden kaynaklardan güç depolamak için kullanılıyor.
Bu bilim insanları, ilk olarak Büyük Patlama‘dan dakikalar sonra oluşan ve yumuşak, gümüş beyaz renkli bir metal olan lityum elementinin ehlileştirilmesini sağlamışlardı. Lityum, kozmik ışınlar yıldızlararası gazlara çarptığı zaman da oluşuyor.
Çok tepkisel olan saf lityumun, yağ içerisinde depolanması gerekiyor. Element, suya değdiği zaman köpürüyor ve gaz çıkarıyor. Küçük bir hacme sıkıştırılan bu tepkisellik, lityuma sahip olduğu özellikleri kazandırıyor.
Whittingham, 1970’li yıllarda Exxon’da çalışmaya başlamıştı. Atom boyutundaki boşluklarda parçacık tutabilen maddeleri araştırırken, titanyum disülfidin lityum iyonlarını barındırdığını keşfetti.
Enerji yönünden zengin olan bu madde, Exxon yönetimini heyecanlandırmıştı; ta ki, ilk lityum piller kısa devre yapmaya başlayıp alev alana dek.
Goodenough, 2010 yılında New Yorker dergisine şöyle demişti: “Birkaç patlama oldu ve sonra, alternatif enerji işinden çıkmaya karar verdiler.”
Austin’deki Texas Üniversitesi’nde çalışan 97 yaşındaki Goodenough, Nobel Ödülü alan en yaşlı insan. Pillerin katot uçlarındaki titanyum disülfidi, 1980’li yıllarda kobalt oksit ile değiştirerek, pilleri daha iyi hale getirdi.
Kobalt oksit sayesinde, pillerin enerji potansiyeli iki katına çıktı. Amerikan Kimya Derneği’nin başkanı Bonnie A. Charpentier’a göre bu anlayış, o zamanlar gerçekten sıradışıydı.
Japonya’daki Meijo Üniversitesi’nde çalışan Yoshino ise ilk ticari lityum iyon pillerini geliştirmişti. Bunu yapmadan beş yıl önce de; anotta bulunan tepkisel lityumu, karbon temelli bir malzeme olan petrol koku ile değiştirdi. Yoshino’nun saf lityumu kaldırmasıyla, patlama tehlikesi azalmıştı. (Hatta Yoshino’nun araştırma takımı, pillerin patlamadığını göstermek için üzerlerine demir top atmış)
Yoshino, bu koku elektronlarla kapladı ve elektronların sahip olduğu negatif yük, kobalt katodda bulunan pozitif lityum iyonları çekti. Pil devreye girdiği zaman, bu iyon ve elektronlar katoda geri akıyordu.
Bu parçacıklar uçtan uca gidip geldikçe; geleneksel pillerden farklı olarak, kimyasal açıdan tepkimeye girmiyorlardı. Heyetin söylediğine göre, bu keşifler bir bütün halinde değerlendirildiğinde; duraksama olmaksızın yüzlerce defa yeniden şarj edilebilen hafif bir pilin oluşmasını sağlamıştı.
“İşin güzelliği; çözülmesi gereken sorunları çözmek için birbirlerinin çalışmasına ekleme yapmışlardı” diyor Charpentier.
Söylediğine göre; dünyada elektrik altyapısının bulunmadığı yerlerde, insanlar artık küçük güneş levhalarıyla şarj edilen cep telefonları üzerinden internete erişebiliyorlar. Bu teknolojilerin kalbinde de lityum piller yer alıyor.
“Bu gerçekten, pek çok kişinin hayatını değiştiren bir icat” diyor Charpentier. “Bu sayede, bütün dünyada elektrik gücüne erişim sağlamak için gereken temel değişim gerçekleşiyor.”
Araştırmacılar, yenilenebilir pillerin kapasitesini ve verimliliğini artırmak için yeni malzemeler kullanarak, onları geliştirmeye çalışıyorlar. İsveç’teki konferansa telefon ile katılan Yoşino, “İklim değişimi, insanlık için çok ama çok ciddi bir mesele” diyor.
Yenilenebilen kaynaklardan elde edilen enerjiyi depolayabilen piller, fosil yakıtlara olan bağımlılığı azaltıyor.
Otomobil pili gelişimini tartışmak üzere Almanya’nın Ulm şehrindeki bir konferansta olan Whittingham, Nobel heyetinin kullanışlı bir teknolojinin farkına vardığı için çok mutlu olduklarını söylüyor. “Bu çok iyi bir üçlü. Birbirimizi çok iyi tamamlıyoruz” diyor.
“Lityum pilleri, neredeyse dünyadaki herkesin yaşamını etkiledi” diyen Whittingham, iklim değişikliğiyle mücadele amacıyla bunları daha ucuz ve daha güçlü hale getirmenin yolları üzerinde çalışıyor. “Hâlâ pillerin üzerinde çalışıyorum” diyor.
Ödülü kazananlar, yaklaşık 900 bin dolarlık bir para ödülünü eşit olarak bölüşecek ve havalimanı güvenliğinin şüphesini çekecek kadar büyük olan altın madalyaların sahibi olacaklar.
Goodenogh, verdiği bir demeçte, “97’ye kadar yaşarsanız herşeyi yaparsınız” diyor. “Nobel Ödülü’nü kazandığım için onur duydum. Bütün arkadaşlarıma, hayatım boyunca verdikleri destek ve yaptıkları yardımlar için teşekkür ediyorum.”
Bilim dalında kazanılan 600’den fazla Nobel Ödülü’nün 20 tanesi kadınlara gitti. İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi, 2019’da daha fazla çeşitliliği teşvik etmek amacıyla ödül sürecinde değişiklik yaptı. Akademi genel sekreterinin geçenlerde Nature bültenine söylediğine göre bu durum, aday gösterilen kadın bilim insanlarının sayısını artırdı.
Buna rağmen, 2019 yılında bilim ödüllerini kazananların hepsi erkek.
The Washington Post